废弃聚苯乙烯制备高比表面活性炭及性能研究

摘要

本文以废弃聚苯乙烯泡沫(wastefoampolystyrene，缩写为WFPS)为原料，通过磺化、炭化，最后分别采用KOH、H3PO4活化法成功制备了高比表面活性炭(HighSurfaceAreaActivatedCarbon，缩写为HSAAC)。分别考察了活化剂种类，炭化料与活化剂的配比，活化温度、活化时间等因素对HSAAC的吸附性能、孔结构、比表面积的影响，确定出制备HSAAC的最佳工艺条件。磺化-炭化工艺的最佳条件是：硫酸/物料比为2，浸渍时间为2.5h，炭化温度为350℃，炭化时间2h。此时WFPS的碳化物产率可达82.01％。活化工艺的最佳条件是：活化剂KOH/炭化料为2，活化时间为1.5h，活化温度为700℃。经检测，产品活性炭的比表面积1981.5m2/g，碘吸附值为1400.0mg/g，亚甲基蓝吸附值为130.9ml/g，总孔容为1.38ml/g，微孔孔容为1.02ml/g，孔径分布在0.5～2.5nm之间。磷酸也可以做活化剂，实验表明，活化效果不如KOH。磷酸活化活性炭的比表面积仅为1203.95m2/g。利用扫描电镜观察HSAAC的表面形貌，利用红外光谱分析HSAAC表面官能团，并通过BET低温氮气吸附法测定HSAAC比表面积和孔结构。本研究制备的HSAAC对金属离子具有一定的吸附能力，且对硬酸离子吸附能力更强。 研究表明，硫酸用量，炭化时间，炭化温度，活化剂用量，活化时间，活化温度是影响活性炭产率和性能的主要工艺因素。随着硫酸用量，炭化时间的增加，碳化产率逐渐增加；随着活化温度的升高，活性炭产率先增后减，碘吸附值则呈现先增大后减小的变化规律。在碱炭比为2，活化温度为700℃，活化时间为1.5h时，活性炭对碘的吸附出现峰值。活性炭孔径分布、比表面积和孔容对碘吸附值有较大的影响。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

2实验部分

3发泡级聚苯乙烯炭化与活化

4废弃泡沫塑料（WFPS）的炭化与活化

5结论

致谢

参考文献

附 录